多重標準射頻前端的挑戰(zhàn) - 移動設備多重標準射頻前端的挑戰(zhàn)

　　多重標準射頻前端可能是獨立的集成電路，或是一個較大、且整合了射頻及調(diào)制解調(diào)器之芯片系統(tǒng)(SoC)解決方案的一部份。在這兩種情況中，射頻電路系統(tǒng)的關(guān)鍵設計需求基本上相同，也就是：

　　● 必須支持一大規(guī)模的操作頻帶，以及大范圍的通道頻寬

　　● 必須支持高度輸入信號動態(tài)范圍(低噪聲、高線性度)

　　● 必須與其它射頻功能共存，并不受“真實世界”的妨礙影響

　　● 必須能相符天線限制，即尺寸、天線共享、天線隔離等

　　● 必須是低電量，以達電池之最長壽命

　　● 必須能使用低系統(tǒng)成本

　　● 必須提供小規(guī)模的解決方案

　　當然，在任何前端射頻的系統(tǒng)整合中，這些都是最典型的考慮因素，但當多重無線電因不同的聚集需求而共同指定位置時，這些挑戰(zhàn)會更為艱難。

　　多重標準前端之范例

　　在一包含F(xiàn)M、數(shù)字音頻廣播(DAB)和DVB-T數(shù)字電視(針對歐洲市場)的可攜式裝置中，“僅僅”提供廣播電視及無線電信號的多重標準前端設計，就已是一項挑戰(zhàn)。接收器的合成器必須在88MHz(FM)到超過800MHz(DVB-T數(shù)字電視) 的頻率中涵蓋10HMz的范圍， 最低支持至個位數(shù)千赫(FM)的頻距，提供低整合相位噪聲。以支持正交調(diào)幅(QAM)64(DVB-T數(shù)字電視)， 也需搭配低單邊帶雜音，以緩和影像中出現(xiàn)小的影像區(qū)塊之現(xiàn)象。除了這些合成器的挑戰(zhàn)之外，接收器的射頻輸入級必須支持一廣泛的動態(tài)范圍(低噪聲、高線性度)，使其能接收通常含有干擾的信號準位之收信，范圍低至-105dBm(FM)，高至0dBm(數(shù)位音頻廣播)，而基頻區(qū)段則需支持通道頻寬，自200KHz(FM)～8MHz(DVB-T數(shù)字電視)。

　　要滿足這些不同的前端效能需求，其一方法就是設計多重射頻電路，接合至多重相對應的基頻電路。然而，如果在特定的消費性電子產(chǎn)品裝置中只能支持一或二項應用程序標準，這樣的方法將會造成組件尺寸過大，而失去商業(yè)上的競爭性。要解決此問題，較好的方式為使用一可重復設定的接收器結(jié)構(gòu)。

　　圖4的區(qū)塊圖顯示Mirics Semiconductor MSi002涵蓋從長波至L波帶間所有頻率的多重標準廣播射頻前端。這項裝置配具有多重輸入擴音器，其已為一特定操作帶設定好最佳化，不過接著會將其所有輸出聚集至一普遍可程序設計的降頻轉(zhuǎn)換以及基頻結(jié)構(gòu)。這項方法會使特定的使用案例相互排除，例如消費者不會想要在同一時間聽無線電和看電視。

　　這項可再設定的結(jié)構(gòu)，確保了每一輸入級提供正確的音信效能、信號處理及消耗功率組合。同時，基頻效益及濾波器的可再配置性，結(jié)合了分數(shù)式頻率合成器的彈性，確?？梢越邮芩邢嚓P(guān)通道，并以充分的模擬處理將其呈現(xiàn)在解調(diào)器上。而可重復設定的基頻方法在廣播收信上效果顯著，但在其它如無線局域網(wǎng)絡和藍芽等的功能性使用案例上可能無法多加利用，因其可能需要無線電的同時操作(例如無線影像分流及無線藍芽音效)。

　　要確保有絕佳的“真實世界”使用者經(jīng)驗，在具有不需要之干擾的環(huán)境下，高效能正是關(guān)鍵。在這個廣播接收器范例的情況下，典型的通道中干擾源包括了高功率FM信號，其二次諧波可能會落在想要的數(shù)字音頻廣播(DAB)信號上，或數(shù)字音頻廣播(DAB)信號的諧波落在想要的DVB-T數(shù)字電視頻道上。另外，震動器和所需的信號的諧波混頻結(jié)果也有可能于落于頻帶內(nèi)。造成封鎖想要信號的其它干擾情形包括強烈的鄰近通道，或是因相位噪聲不足而產(chǎn)生的寬帶干擾信號相互混雜。謹慎選擇降頻轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)(外差相對于零差)、使用抗諧波混合及過濾芯片，可以協(xié)助減緩這些問題。

　　在接收廣播信號的情況下，雙重、三重甚或四重科技可以用來減少必須整合至一消費性電子產(chǎn)品裝置中的實際天線數(shù)量。然而，有限的寬帶天線頻率響應和顯著的多重插入損失，通常會將天線共享限制于雙重配置之上。

　　系統(tǒng)效能并非由射頻前端單獨指定，并且在射頻前端與數(shù)字解調(diào)器之間，信號處理的光學分隔其中還有著功率與尺寸的妥協(xié)。模擬過濾為此處的最佳范例：如果一射頻前端提供了過多的模擬信道選擇，則組件尺寸會受到負面性的影響。相反地，如果提供不夠充分的模擬選擇，解調(diào)器至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的模擬將會面臨不合理的動態(tài)范圍需求。如此謹慎考慮的系統(tǒng)交換可以提供顯著的技術(shù)及商業(yè)效益。